蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料（一般用煤）的化学能变成热能，再变成机械能，而使机车运行的一种火车机车。1814年，英国人史蒂芬孙发明了第一台蒸汽机车，从此开始，人类加快了进入工业时代的脚步，蒸汽机车成为这个时代文化和社会进步的重要标志和关键工具。
今天是1722年5月21日，我们的蒸汽机火车研发成功，马上将会在试验铁路上试跑。这是历史的大跨越、人类的大进步，因为大家的努力，中华人民开始了新的成长，就是它的出现，世界不用在等到1814年了。不用在麻烦史蒂芬孙先生的辛苦发明了，当然我们的成功离不开他老人家的发明，现在大家准备各就位，半个时辰后，火车启动试行。——交通部长朱兜兜
上面的话是朱兜兜在试验火车前说的，此话虽然让人们听得莫名其妙，却还是在大清报上刊登了出来，头版头条公布于世。随着火车试跑成功，图片被大清报宣传开后，大清各地都谈论起此事，为此朱兜兜又火了一把。
在1722年年初的时候，清华联盟蒸汽机研究办公室，就研究出了蒸汽机车，就是火车的初始版本。只是蒸汽机车不像是汽车，可以用四轮来驱当脚力，因为体积重量的原因，必须要铁轨来铺垫。一般以为铁轨就是铁条，那就大错特错了。起先朱兜兜也是这么认为的，所以命令人随便做了些大铁棍。经过多次的实验，发现用铁钴做轨枕就是不行。无论这么实验都是失败。
铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，并与转辙器合作，令火车无需转向便能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕。功用是把钢轨的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。一般而言，轨道的底部为石砾铺成的路碴。路碴亦称道碴、碎石或道床，是为轨道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上（在桥上就相当常见）。甚至嵌在混凝土里。
根据历史记载，板式轨道是最早期的路轨使用法，用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重能力很低，所以虽然建造的成本很低，但长远来说并不划算。这种轨道虽然比较简单，但是朱兜兜比较喜欢另外一种。那是后现代的广泛使用的工字铁轨。
后现代使用的钢轨切面成”工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路线上应该选择使用那一种，需要考虑经济及技术等因素。
可惜的是工字铁轨太难炼制。炼钢技术还不能大肆的炼制出此种钢轨。虽然不能大批量的铁轨及时烧练生产，可是用来当做实验轨道还是绰绰有余的。铁轨出来后，把钢轨连接成轨道的方法有多种。
最传统的做法会把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上，各截钢轨之间有接头(亦称接缝)。英国的习惯。两条路轨会在相同的地方有接头，但美国则会放在不同的地方。接头使用鱼尾板接合，它是一块约六十厘米长的钢板，两端有四或六口钢栓，用来扣在钢轨上的小洞。
钢轨之间特地留有间隙，约为6mm宽，称为伸缩接缝。钢轨让鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的。这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨胀的空间。这对钢轨是非常重要的：如果没有膨胀的空间，每当温度改变一度，钢轨就需要承受1.6吨的压力或拉力。如果一个地方每年最高及最低温度相差三十度，这力可以达到五十吨。一条钢轨可能会因而变得歪歪斜斜，影响行车安全。
要想炼制出后世那般铁轨是不可能的，最起码眼下的世界还没有如此技术。要知道钢轨是用高锰钢制成的。锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2－3%的锰，那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入>13%的锰，制成高锰钢，那么它就变得既坚硬又富有韧性。
所以人们用锰钢来制造耐磨的机器零件和铁轨、桥梁等。还有，在钢轨的上部，也就是和车轮接触的那一层，又是加入了另一种金属－－铟，它的加入，使钢轨上部分在保证硬度的情况下，更具有一些韧性，这对火车的车轮很重要，它和“轮箍”接触、碰撞的时候，会有一定弹性，保证了火车的安全运行。
北京城外的东营镇，镇外有一片荒野土地，中午阳光高照，一群穿着制服的工人在挖土埋石。他们是交通部治下建筑队的，此时来此是为了铺设铁路。朱兜兜打算在此修造一段三里地的铁路，作为实验火车跑动的实验路。先挖出一条沟道，将石砾铺成的路碴，而后将枕木铺上，最后将铁轨落成。
汽机车由锅炉、汽机、车架和走行部以及煤水车等组成。锅炉，燃烧燃料和产生蒸汽的部件，包括火箱、锅胴和烟箱三部分。火箱由内火箱和外火箱两部分组成，内火箱底部是炉床，炉床下部有存放炉灰的灰箱。在锅胴内排列着不同数目的大烟管和小烟管，大烟管内套有使蒸汽干燥和加热的过热管。
在内外火箱之间和锅胴内贮有锅炉用水，锅水覆没内火箱顶板和大小烟管，在锅水蒸发面上形成蒸汽空间。烟箱位于锅胴前部，内有烟筒、乏气喷口、反射板和火星网等通风装置。燃料投入炉床，在火箱内与从灰箱风门进入的空气混合燃烧产生热能，热能通过内火箱板和大小烟管，传递给周围的锅水和过热管中的蒸汽，烟气进入烟箱，通过烟筒排出。高压高温蒸汽由锅炉最高处的蒸汽包经调整阀、干燥管、过热管和主蒸汽管等蒸汽通路进入汽机。
汽机是零件最多的部位，也是最为麻烦的一处，如果零件出现错分，就得仔细检查调换。将蒸汽的热能转变为机械能的部件。汽机连同机械部分包括汽室、汽缸、活塞（又称鞲鞴）、十字头、摇杆、连杆、阀动装置等部件。
阀动装置是支配汽阀与活塞协调动作的配汽机构，用于调节进入汽缸的蒸汽量和实现机车的前进或后退。锅炉发生的高压高温过热蒸汽进入汽室后，通过阀动装置的配汽作用，进入汽缸，在汽缸内膨胀作功，推动活塞时，机械能经活塞杆、十字头、摇杆等机械部件传递给主动轮，再经连杆传递给其他动轮，通过轮轨接触，牵引列车。
在试运行蒸汽机车这日，大清报来了四名专业记者，副社长唐顺带队，已经是高级记者的唐子杰随行。而周若倩、福月儿格格、小光头、白元等人，以及交通部的高层，包括了交警局局长杜汶泽亲自带人来此护驾，说是保护朱兜兜的安全。还有新学办的高层，以及一些亲信大臣都来此凑热闹，为朱兜兜来捧场。
在试车之前，朱兜兜站在高台上讲了一些话，随后便命令开火行车。开车的是总指导师松劲风，还有他的两个徒弟，在一声轰隆的汽笛声中，火车头冒着浓烈的黑烟启动了。松劲风在驾驶室喊道：“加三捅水，还有四斤黑煤。”
蒸汽机车速递虽然不是很快，但是它行动了，这就是新历史的标志。在众人的叫喊声中，火车头威风凛凛的跑完了铁轨路，大清报的记者们不停着挥舞手中笔杆子，为这一刻而喝彩。他们要用笔杆子将心中的话说出来，让全国民众都看见这一刻。
2014年3月19号，北京大栅栏一家四合院中，一位小孩子正在陪爷爷收拾老旧东西。带着眼镜的老爷爷，由木盒子中拿出一张泛黄残疾的老报纸。报纸的右上角写着三个大字，大清报。而这报纸上的头条新闻就是火车的诞生，以及新修京津铁路的消息，没错，在火车头试跑成功后，朱兜兜当场宣布修建京津铁路。